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  7. 黏性流体运动有两种形态:层流和湍流。层流特征是流体运动规则、质点迹线光滑、流场稳定;湍流特征完全相反,运动极不规则、各部分激烈掺混、流场极不稳定。两种形态在一定条件下可以相互转化。

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出自「流体力学(第二版) · 9.4 层流和湍流」

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黏性流体运动有两种形态:层流和湍流。层流特征是流体运动规则、质点迹线光滑、流场稳定;湍流特征完全相反,运动极不规则、各部分激烈掺混、流场极不稳定。两种形态在一定条件下可以相互转化。

解释

层流与湍流的特征对比。

记忆法

层流规则光滑稳定,湍流混乱掺混不稳定。

出处:391

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  1. 雷诺数 Re 是区别黏性流体运动形态(层流/湍流)的唯一参数。雷诺 1883 年对圆管流动做实验发现:临界雷诺数有下界约 2000,当 Re<2000 时不管外部扰动多大管内保持稳定层流;临界雷诺数无上界,改善实验条件可不断提高,目前最高达 50000。

  2. Re 作为层流过渡到湍流的决定参数并不奇怪,因为 Re 代表惯性力和黏性力之比:Re 小时黏性力占优,流动稳定、扰动衰减;Re 大时惯性力占优,扰动容易发展增强形成湍流。

  3. 雷诺最早对湍流现象进行系统研究,1883 年他对圆管内的黏性流体运动进行了实验,用染色法识别管内流动形态。临界雷诺数的具体值依赖于实验条件,如入口形状及管壁粗糙度等。

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